МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
|
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой КГМ и ТМ,
профессор
«____» «июля» 2012г.
Программа дисциплины
Технология конструкционных материалов
Направление подготовки
1304000 «Горное дело»
Специализация:
130409 «Горные машины и оборудование»
Квалификация (степень) выпускника
Специалист
Форма обучения
очная
Санкт-Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью дисциплины, изучающей современные технологические процессы при производстве и обработке материалов в заготовки для деталей машин, является получение будущими специалистами инженерных знаний в области производства цветных металлов и сплавов, чугуна и стали, а также литейного производства, обработки металлов давлением, сварочного производства, пайки конструкционных материалов, обработки металлов резанием и электрофизических методов обработки, получения деталей из порошковых и композиционных материалов.
Поставленная цель достигается решением соответствующих задач в рамках теоретического изучения курса, выполнения студентами лабораторных работ, а также самостоятельной работы студентов с использованием методических разработок и контроля выполнения работ преподавателем.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Технология конструкционных материалов» относится к вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы. Для успешного усвоения дисциплины, приобретения необходимых знаний, умений и компетенций к началу изучения данной дисциплины студент должен соответствовать требованиям к абитуриенту, т. е. иметь документ государственного образца о среднем (полном) общем образовании или среднем профессиональном образовании.
Технология конструкционных материалов является предшествующей для следующих дисциплин: «Материаловедение», «Метрология, стандартизация и сертификация в горном деле», «Основы технологии горного машиностроения», «ТО и ремонт ГМиО разработки пластовых месторождений подземным способом», «ТО и ремонт ГМиО разработки рудных месторождений подземным способом», «ТО и ремонт ГМиО открытых горных работ», «ТО и ремонт ГМиО для шахтного и подземного строительства», «ТО и ремонт ГМиО для обогащения полезных ископаемых», «ТО и ремонт ГМиО для проходки и строительства», «ТО и ремонт ГМиО для добычи блочного камня», «ТО и ремонт ГМиО для добычи и переработки нерудных материалов», «Прикладная механика».
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
Коды компе-тенций | Название компетенции |
ОК-1 | способность к обобщению и анализу информации, постановке целей и выбору путей их достижения |
ОК-3 | умение логически последовательно, аргументировано и ясно излагать мысли, правильно строить устную и письменную речь |
ОК-4 | готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе |
ОК-6 | способность к поиску правильных технических и организационно-управленческих решений и нести за них ответственность |
ОК-7 | использование нормативных правовых и инструктивных документов в своей деятельности |
ОК-9 | стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства |
ОК-11 | осознание социальной значимости своей будущей профессии, наличием высокой мотивации к выполнению профессиональной деятельности |
ПК-1 | способность обеспечивать технологичность изделий и процессов их изготовления, умение контролировать соблюдение технологической дисциплины при изготовлении изделий |
ПК-2 | способность обеспечивать техническое оснащение рабочих мест с размещением технологического оборудования, умение осваивать вводимое оборудование |
ПК-3 | способность участвовать в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки производства новой продукции, проверять качество монтажа и наладки при испытаниях и сдаче в эксплуатацию новых образцов изделий, узлов и деталей выпускаемой продукции |
ПК-6 | умение выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения |
ПК-8 | умение применять современные методы для разработки малоотходных, энергосберегающих и экологически чистых машиностроительных технологий, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности людей и их защиту от возможных последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий, умеет применять способы рационального использования сырьевых, энергетических и других видов ресурсов в машиностроении |
ПК-23 | способность разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам |
ПК-26 | умение применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере профессиональной деятельности, проводить анализ причин нарушений технологических процессов в машиностроении и разрабатывать мероприятия по их предупреждению |
ПКД-4 | умение выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения |
ПКД-6 | способность к систематическому изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю подготовки |
ПКД-8 | умение применять стандартные методы расчета при проектировании деталей и узлов изделий машиностроения |
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: Технологические процессы получения и обработки деталей; принципы работы и конструктивные особенности основного технологического оборудования; принципы машиностроительного производства; применяемое оборудование и оснастку; конструкционные материалы и основные требования, предъявляемые к ним.
Уметь: Разрабатывать технологию и проводить расчет технологических процессов изготовления деталей; осуществлять выбор оборудования и технологической оснастки для реализации производственных процессов.
Владеть: Методиками разработки технологических процессов литейного производства, обработки металлов давлением, сварки, обработки металлов резанием.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
1 | 2 | ||||
Аудиторные занятия (всего) | 102 | 51 | 51 | ||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 68 | 34 | 34 | ||
Практические занятия (ПЗ) | 17 | 17 | |||
Семинары (С) | |||||
Лабораторные работы (ЛР) | 17 | 17 | |||
Самостоятельная работа (всего) | 78 | 39 | 39 | ||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Курсовой проект (работа) | |||||
Расчетно-графические работы | 36 | 36 | |||
Реферат | 9 | 9 | |||
Другие виды самостоятельной работы | 33 | 3 | 30 | ||
Подготовка к лабораторным работам | 20 | 20 | |||
Домашние задания | 13 | 3 | 10 | ||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | зач. | зач. | |||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 180 | 90 | 90 | ||
5 | 2,5 | 2,5 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Технологические процессы в металлургическом производстве | Вводная часть. Роль технологии в обеспечении качества продукции и экономической эффективности в машиностроении. Материалы, применяемые в машиностроении и приборостроении. Общее представление о производстве металлов. Доменный процесс. Производство стали в мартеновских печах, кислородных конверторах, электродуговых и индукционных печах. Производство меди и алюминия. |
2. | Технология литейного производства | Литейное производство. Изготовление отливок в песчаных формах. Сущность способа. Модельный комплект. Формовочные и стержневые смеси. Литниковые системы. Технология ручной и машинной формовки. Сборка форм и заливка их металлом. Специальные способы литья: литье по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы, кокильное литье, литье под давлением, центробежное литье. |
3. | Технология обработки металлов давлением | Общая характеристика формообразования заготовок пластическим деформированием. Классификация видов обработки металлов давлением. Физические основы процесса пластической деформации металла. Нагрев заготовок перед обработкой давлением. Сущность процессов прокатки, волочения и прессования, оборудование и схемы обработки. Сущность процессов ковки и штамповки, оборудование и инструмент, основные, вспомогательные и отделочные операции, особенности процессов. |
4. | Технологические процессы получения неразъемных соединений | Общая характеристика сварочного производства как технологического процесса получения неразъемных соединений. Физико-химические основы получения сварного соединения. Ручная электродуговая сварка: сущность процесса, электрические и тепловые свойства дуги, электроды, режимы сварки. Сварка под слоем флюса и в среде защитных газов. Газовая сварка и резка металла: сущность, особенности, применяемое оборудование. Специальные виды сварки: электроконтактная, электрошлаковая, газопрессовая, дугопрессовая, термитная, трением, взрывом, холодная, диффузионная, кузнечно-горновая, лазером, ультразвуковая, электронно-лучевая – краткая характеристика и назначение. Пайка конструкционных материалов. |
5. | Технологические процессы обработки металлов резанием | Физические основы формообразования резанием. Силы резания. Режущий инструмент: классификация и геометрия. Металлорежущие станки: классификация, назначение, основные узлы и механизмы, классификация движений. Понятие о режимах резания. Технологические процессы при точении, сверлении, фрезеровании, строгании, долблении, протягивании: назначение, область применения, особенности, типовые детали, режимы резания, инструмент, оборудование, станочные приспособления. Технологические процессы при шлифовании: назначение, физическая сущность процесса, абразивные материалы и инструменты, схемы шлифования, особенности, оборудование, режимы резания. Отделочные операции: полирование, притирка, хонингование, суперфиниширование. |
6. | Технологические процессы электрофизической обработки конструкционных материалов | Электроискровая, электроимпульсная, анодно-механическая, электроконтактная и ультразвуковая обработка поверхностей заготовок. Физическая сущность процессов, назначение, область применения, оборудование, режимы обработки. |
7. | Технологические процессы порошковой металлургии и композиционные материалы | Основы порошковой металлургии: исходные порошковые материалы, формование изделий, спекание, отделочная обработка. Классификация и физикотехнологические основы получения композиционных материалов. Изготовление полуфабрикатов и изделий из композиционных материалов. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
1. | Материаловедение | + | + | + | + | + | + | + |
2. | Метрология, стандартизация и сертификация в горном деле | + | + | + | + | + | + | + |
3. | Основы технологии горного машиностроения | + | + | + | + | + | + | + |
4. | ТО и ремонт ГМиО разработки пластовых месторождений подземным способом | + | + | + | + | + | + | + |
5. | ТО и ремонт ГМиО разработки рудных месторождений подземным способом | + | + | + | + | + | + | + |
6. | ТО и ремонт ГМиО открытых горных работ | + | + | + | + | + | + | + |
7. | ТО и ремонт ГМиО для шахтного и подземного строительства | - | + | + | + | + | + | + |
8. | ТО и ремонт ГМиО для обогащения полезных ископаемых | + | + | + | + | + | + | + |
9. | ТО и ремонт ГМиО для проходки и строительства | + | + | + | + | + | + | + |
10. | ТО и ремонт ГМиО для добычи блочного камня | + | + | + | + | + | + | + |
11. | ТО и ремонт ГМиО для добычи и переработки нерудных материалов | + | + | + | + | + | + | + |
12. | Прикладная механика | - | + | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. |
1. | Технологические процессы в металлургическом производстве. | 6 | - | - | - | 3 | 9 |
2. | Технология литейного производства. | 10 | 6 | - | - | 12 | 26 |
3. | Технология обработки металлов давлением. | 10 | 11 | - | - | 24 | 43 |
4. | Технологические процессы получения неразъемных соединений. | 10 | - | 2 | - | 11 | 19 |
5. | Технологические процессы обработки металлов резанием. | 20 | - | 15 | - | 28 | 49 |
6. | Технологические процессы электрофизической обработки конструкционных материалов. | 6 | - | - | - | - | 4 |
7. | Технологические процессы порошковой металлургии и композиционные материалы. | 6 | - | - | - | - | - |
Итого | 68 | 17 | 17 | - | 78 | 180 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. | 4 | Разработка технологического процесса изготовления сварной конструкции | 2 |
2. | 5 | Геометрия режущего инструмента | 2 |
3. | 5 | Токарные станки, их кинематика и виды выполняемых работ | 3 |
4. | 5 | Технология механической обработки ступенчатого вала. | 3 |
5. | 5 | Сверлильные станки, их кинематика и виды выполняемых работ | 2 |
6. | 5 | Фрезерные станки, их кинематика и виды выполняемых работ | 3 |
7. | 5 | Шлифовальные станки, их кинематика и виды выполняемых работ | 2 |
Итого | 17 |
7. Практические занятия (семинары)
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий (семинаров) | Трудо-емкость (час.) |
1. | 1 | Разработка технологического процесса изготовления отливки в песчаной форме | 6 |
2. | 2 | Разработка технологического процесса изготовления поковки свободной ковкой | 6 |
3. | 3 | Разработка технологического процесса изготовления поковки горячей объемной штамповкой | 5 |
Итого | 17 |
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) – не предусмотрены.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. ., , Технология конструкционных материалов: учеб. пособие ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2009
2. Технология конструкционных материалов. Заготовительное производство: метод. указания к лаб. работам / Сост.: , , ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2006
3. Технология конструкционных материалов. Изготовление соединений методами сварки и пайки: метод. указания к лаб. работам / Сост.: , , ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2006
4. Технология конструкционных материалов. Обработка металлов резанием: метод. указания к лаб. работам / Сост.: , , ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2009
б) дополнительная литература
1. , , Технология конструкционных материалов: учеб. пособие ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2005
2. Материаловедение и технология конструкционных материалов. М.: МИСИС, 2000
3. и др. Технология конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 1985
Microsoft Windows XP, Microsoft Office.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
- Библиотека стандартов ГОСТ Р [сайт] URL: http://www. ***** (дата обращения 5.07.2011)
- Библиотека изобретений, патентов, товарных знаков РФ[сайт] URL: http://www. ***** (дата обращения 5.07.2011)
- Полнотекстовые базы данных, библиотека СПГГИ, URL: http://kodeks. spmi. *****:3000 (дата обращения 5.07.2011)
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Лаборатория Металловедения – ауд. 5508, общая площадь 40,8 м2. В лаборатории установлены приборы для измерения твердости материалов, учебные муфельные печи. Имеются наглядные пособия, комплекты для изучения процессов литья, технологическая оснастка для металлорежущих станков – инструмент и приспособления. В лаборатории временно установлены учебные стенды для проведения лабораторных работ по оценке потерь в подшипниках качения и скольжения, определения сил трения в резьбе. В лаборатории могут одновременно заниматься 16 человек.
Лаборатория Технологии металлов – ауд. 5509, общая площадь 43,8 м2. В лаборатории установлены учебные металлорежущие станки, стенды для оценки износостойкости и усталостной прочности образцов, стенды с замкнутым контуром для испытаний зубчатых передач. В лаборатории могут одновременно заниматься до 10 человек.
Компьютерный класс – ауд. 7215, общая площадь 46,7 м2. В компьютерном классе установлены 6 компьютеров Р4-2400, 8 компьютеров Celeron1700, лазерный принтер и сканер. На стенах вывешены наглядные пособия с основными программами по специальным дисциплинам. В классе проводятся занятия в соответствии с расписанием, а также выполняются курсовые и дипломные проекты. В классе одновременно могут заниматься до 20 человек, в том числе 13 человек непосредственно за компьютерами.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Преподавание технологии конструкционных материалов заключается в чтении лекций, на основании которых студенты получают базовые знания, дающие им возможность ориентироваться в изучаемых вопросах и продолжать их изучение самостоятельно, а также в проведении лабораторных и практических работ, составлению и защите студентами отчетов по этим работам.
Каждый студент получает 4 индивидуальных задания - 3 в первом семестре для выполнения расчетно-графических работ и 1 во втором для написания реферата. Материал реферата либо докладывается студентом в аудитории, либо защищается преподавателю индивидуально.
Тематика домашних заданий связана с углубленным изучением материала, рассматриваемого на лекциях и в ходе выполнения лабораторных работ и органично с ним связана.
Промежуточные аттестации осуществляются на основании контроля преподавателем своевременного выполнения студентом всех видов работ за отчетный период, а также контроля посещаемости всех видов аудиторных занятий.
Таким образом, формируется единая система контроля и стимулирования студента в приобретении им соответствующих компетенций, т. е. его способности применять знания, умения и личные качества в соответствии с задачами профессиональной деятельности.
Разработчик:
СПГГУ, каф. КГМ и ТМ доцент
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Эксперты:
СПГГУ, каф. КГМ и ТМ профессор
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
СПГГУ, каф. КГМ и ТМ профессор
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
